Część Alp pnie się w górę, a część maleje. Jak to możliwe?

Międzynarodowy zespół badaczy stwierdził, że wcześniejsze ustalenia są mylne po tym, jak przeanalizował różne izotopy i pierwiastki występujące w setkach rzek na terenach Alp.

Jeden szczególny izotop – beryl-10 (10Be) – przykuł ich szczególną uwagę, ujawniając informacje o szybkości erozji w różnych częściach gór.

Promieniowanie kosmiczne w Alpach

Izotop 10Be powstaje częściowo, gdy promieniowanie kosmiczne lub fragmenty atomów, takie jak protony, elektrony i naładowane jądra, przepływają przez ziemską atmosferę i docierają na powierzchnię planety. Kiedy uderzają w ziemię, powiedzmy w skaliste Alpy, rozpoczynają tam reakcję jądrową w atomach tlenu w kwarcu, w której wyniku powstaje 10Be.

Izotop ten gromadzi się tylko na najwyższej powierzchni Ziemi, co oznacza, że naukowcy mogą określić wiek powierzchni poprzez pomiar poziomu 10Be z osadów, które istnieją od co najmniej kilku tysiącleci. Jak? Poprzez analizę ziaren kwarcu o wysokim stężeniu tego izotopu – im większe stężenie, tym dłużej były one narażone na działanie promieni słonecznych.

"Zasadę tę można wykorzystać również do ilościowego określenia tempa erozji w Alpach, uśrednionego na przestrzeni kilku tysięcy lat" – powiedział w oświadczeniu współtwórca badań Fritz Schlunegger, geolog z Instytutu Nauk Geologicznych Uniwersytetu w Bernie w Szwajcarii.

Skaliste ziarna zawierające 10Be są w Alpach wypłukiwane do górskich potoków i rzek, które przenoszą je na równiny. Tak więc, jeśli w korytach rzek znajduje się dużo 10Be o dość niskim stężeniu, sugeruje to, że osad powstał niedawno, a góry erodują dość szybko.

W trakcie badań naukowcy dokonali ogromnego przeszukania pod kątem ziaren kwarcu ponad 350 rzek biegnących przez Alpy. "Dzięki tej strategii możemy po raz pierwszy rozrysować obraz erozji w całych europejskich Alpach i zbadać jej mechanizmy napędowe" – powiedział w oświadczeniu pierwszy autor badania Romain Delunel, geolog z Instytutu Nauk Geologicznych Uniwersytetu w Bernie w Szwajcarii.

W górę i w dół

Badanie wykazało, że w niektórych miejscach Alpy w istocie się kurczą – na przykład w Valais, stanie południowej Szwajcarii. Tempo erozji wynosi tam prawie 7,5 metra na tysiąclecie, podczas gdy we wschodniej części tego kraju w ciągu ostatnich 1000 lat odnotowano obniżenie pasma gór o 1,4 centymetra.

"To tempo erozji jest tak niskie, że prawie nudne" – skomentował Schlunegger.

Jednak nie wszędzie Alpy ulegają erozji. Naukowcy ustalili, że centralna część gór nadal się rozrasta – dzięki wypiętrzeniu, które wyprzedza erozję. "Jest to duża niespodzianka, ponieważ do tej pory zakładaliśmy, że wypiętrzenie i erozja są w równowadze" – wyjaśnił iSchlunegger.
Okazało się, że ten region alp rośnie około 80 centymetrów w ciągu 1000 lat. Oznacza to, że środkowe alpy rosną zaskakująco szybko.

Tymczasem w Alpach Zachodnich erozja i wypiętrzenie funkcjonują w równowadze, a w Alpach Wschodnich erozja postępuje szybciej niż wypiętrzenie.

Dlaczego erozja ma miejsce w niektórych częściach Alp, a w innych nie? Deszcz i śnieg nie mają wymiernego wpływu na to zjawisko, ale stoki i topografia gór – owszem. Wiele ze skalnych ścian zostało wyrzeźbionych przez ostatnie duże zlodowacenia, co więcej, "bardzo strome krajobrazy" nie prowadzą do zwiększenia poziomu erozji. "To była kolejna niespodzianka, ponieważ wcześniej uważaliśmy, że bardzo stromy teren bardzo szybko się eroduje. Nie do końca wiemy, dlaczego tak jest, dlatego widzimy potrzebę prowadzenia dalszych badań.

Opisane badanie zostało opublikowane w grudniowym numerze czasopisma “https://www.livescience.com/swiss-alps-growing-taller.htmlEarth-Science Reviews”.